医学病毒学
医学病毒学是以人类病毒为对象,研究这些病毒的本质及其与人类疾病关系的一门科学。研究医学病毒学的主要目的是为了更有效地治疗、预防和控制危害人类健康的病毒性疾病,以造福于人类。
对病毒病的存在,人类很早就有认识。公元前313~265年,中国便有天花的记载。公元前500年欧洲已有狂犬病的记载。但知道这些疾病是由病毒所引起的,却是在1892年Д.И.Ивановский发现烟草花叶病毒的可滤过性以后。
从1898~1911年的13年内相继发现了十几种病毒,其中除若干植物病毒外,有口蹄疫病毒(1898)、鸡瘟病毒(1900)、黄热病毒(1901)、鸡痘病毒(1902)、狂犬病病毒(1903)、鸡白血病病毒(1908)、脊髓灰质炎病毒(1909)和Rous肉瘤病毒(1911)等。
人们在确知病毒是一种极小的生物之后,就试图寻找培养病毒的方法。先后发展了动物培养、鸡胚培养和细胞培养等技术,特别是后者对现代病毒学的发展起了巨大的推动作用。早在1913年Levaditi就试用组织培养法培养脊髓灰质炎病毒和狂犬病病毒。1923~1924年Carrel应用组织块培养Rous肉瘤病毒。1927年Carrel和Rivers用鸡胚组织块培养痘苗病毒。但是,病毒是否繁殖,当时还要借助于动物或鸡胚的接种。1942~1943年中国学者黄祯祥首先利用组织培养技术直接分离、滴定和鉴定西部马脑炎病毒。1949年Enders等采用非神经细胞直接培养滴定脊髓灰质炎病毒。此后,随着抗生素的出现和推广应用,细胞培养才成为培养病毒的简便而有效的常规方法。在细胞培养的基础上又发展起蚀斑技术、器官培养、合作培养、融合细胞培养以及二倍体细胞培养等技术。随着病毒培养新技术的发展,又分离鉴定了数以百计的新病毒。
病毒培养方法的改进也加速了病毒疫苗的研制和应用,目前已有麻疹、脊髓灰质炎、牛痘、风疹、腮腺炎、流感、狂犬病、黄热病、乙型脑炎等十余种疫苗实际应用于人类病毒病的预防。
医学病毒学的一个重要内容是对肿瘤病毒的研究。早在1739年,Heister认为哺乳类病毒是可能经转递传给新的正常动物的。Goujon (1866~1867) 利用动物肿瘤组织块植入兔、豚鼠皮下时看到了转递的证据。接着Rous(1911)和Shope(1932)分别观察到鸡肉瘤和兔肿瘤的可转递性。1970年Temin和Baltimore等发现RNA肿瘤病毒的反转录酶,使人们对RNA病毒引起肿瘤的机理有了进一步的认识。
医学病毒学的另一分支是慢病毒感染。人们早已发现狂犬病的潜伏期特别长,巴斯德根据这一现象成功地使用疫苗治疗狂犬病。乙型肝炎也有较长的潜伏期,直到1976年才找到引起该病的感染性颗粒。羊擦痒病早在欧洲存在,以后才认识到它是由病毒感染引起的,有很长的潜伏期,并能感染小鼠。在新几内亚发现的库鲁病是一种潜伏期较长的病毒病,侵犯中枢神经系统。1954年Sigurdson把羊擦痒病、库鲁病和Creutzfeldt-Jacob病等潜伏期长,病程为亚急性或慢性的疾病的病原体称为慢病毒。进一步研究证明,慢病毒感染除病毒本身因素外,与机体免疫状态有密切关系。因此,慢病毒一词并不确切。
关于病毒本质的研究,1935年Stanley获得了烟草花叶病病毒(TMV)结晶。1941年Hirst发现流感病毒的酶活性与其感染过程有密切关系。1956年Gierer,Schramm和Fraenkel-Conrat成功地提取了TMV的感染性核酸。1962年Karasck,Baltimore等从病毒感染的细胞中分离出RNA多聚酶。1970年又发现了反转录酶。这些发现都丰富了对病毒本质的认识。70年代以后又发现了限制性内切酶,建立了DNA重组技术,促进了病毒基因结构及其功能关系的研究。1977年Sanger等搞清了φX174噬菌体基因组的结构。1978年Fiers搞清SV40基因组的结构。这些研究成果使人们有可能在分子水平上来认识病毒的化学结构、理化性质、增殖过程、感染机理、遗传变异等问题,从而建立和发展了分子病毒学。
另一方面,由于超速离心机配合密度梯度离心法的应用,使提纯病毒的技术获得巨大成就。人们有可能采用诸如电子显微镜、X线衍射仪及激光光谱仪等来观察病毒及其亚单位的细微形态和内部结构,从而发展了病毒形态学。
医学病毒学研究的重大事件
年份 | 发现者 | 主 要 成 就 |
1892 1898 | Нвановский Beijerinck | 发现烟草花叶病的滤过性病原 肯定烟草花叶病滤过性病原的传 染性 |
1898 1908 | Loffler等 Ellerman等 | 第一个描述动物病毒的滤过性 发现鸡白血病病原可用无细胞滤 液感染鸡来传代 |
1915 1931 1935 1941 | Twort Goodpasture等 Stanley Hirst | 发现噬菌体 用鸡胚进行病毒传代 获得烟草花叶病病毒的结晶 发现流感病毒具有对红细胞的凝 集作用 |
1943 | 黄祯祥 | 利用鸡胚组织块在试管内进行病 毒传代、定量滴定及中和试验 |
1949 | Enders | 利用细胞单层培养进行病毒的传 代 |
1952 1952 | Dulbecco Hershey | 利用细胞单层培养进行蚀斑试验 发现噬菌体感染只需要用它的 DNA |
1953 | Salk | 利用细胞培养制备脊髓灰质炎灭 活疫苗 |
1955 1955 | Sabin Fraenkel-Conrat等 | 制备脊髓灰质炎减毒活疫苗 成功地将TMV的核酸及其蛋 白亚单位再造成为完整的 TMV |
1957 | Colter | 成功地从Mengo脑炎病毒颗粒 内提取出感染性核酸 |
1957 1957 1960 | Isaacs等 Stewart等 Anderer等 | 发现干扰素 用细胞培养分离出多瘤病毒 搞清烟草花叶病病毒蛋白质亚单 位的氨基酸顺序 |
1962 | Trentin等 | 报告人类腺病毒可在新生地鼠引 起肿瘤 |
1970 | Temin& Baltimore等 | 各自单独发现RNA肿瘤病毒颗 粒中含有反转录酶 |
1974 | Arber等 | 用限制性内切酶进行噬菌体 DNA研究 |
1974 | Lebowitz等 | 用限制性内切酶进行SV40基因 物理图的研究 |
1978 | Fiers等 | 搞清SV40 DNA的全核苷酸排列 顺序 |
1979 | Taniguchi等 | 人干扰素基因工程宣告成功 |
中国病毒学的开展虽可溯源于40年代初期,但是获得真正的发展则是从中华人民共和国建立后开始的。1949~1950年,黄祯祥等对乙型脑炎病毒分离和疫苗制备的研究奠定了国内医学病毒学研究的基础。1960年,脊髓灰质炎减毒活疫苗和麻疹减毒活疫苗相继研制成功,投入生产。以后,对乙型脑炎发病机理,分子病毒学等理论研究也相继开展起来。目前医学病毒学在中国正处于一个迅速发展的阶段。
上表列举自1892年以来医学病毒学及与之有关的病毒学研究方面的重大事记 。